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WebSockets是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，并允许服务端主动向客户端推送数据。下面是WebSockets的工作原理：

 

1. **握手阶段**：

   - 客户端发起一个HTTP请求到服务器，这个请求中包含了升级协议到WebSocket的头部字段（如`Upgrade: websocket`，`Connection: Upgrade`，以及一个特定的协议版本和子协议请求等）。

   - 服务器收到这个请求后，如果同意升级协议，会返回一个HTTP响应，状态码为101 Switching Protocols，并且包含同样的升级头部字段，以及一个唯一标识此次连接的Sec-WebSocket-Accept字段（这个字段的值是请求中的Sec-WebSocket-Key字段与特定的GUID字符串连接后进行SHA-1哈希运算，再将结果进行Base64编码得到的）。

   - 当客户端收到这个响应后，就知道协议已经成功升级，然后客户端和服务器就可以开始WebSocket通信了。

 

2. **数据传输阶段**：

   - 一旦握手成功，客户端和服务器之间就建立了一个持久的连接，这个连接会保持打开状态，直到其中一方显式地关闭它。

   - 在这个连接上，客户端和服务器可以互相发送和接收数据。WebSocket数据帧是以二进制格式传输的，它们可以是文本帧（UTF-8编码的文本数据）或二进制帧（原始二进制数据）。

   - 数据帧在传输时会有一个小的头部，包含了操作码（表示这是一个文本帧、二进制帧还是其他类型的帧）、负载长度等信息。这个头部相对于HTTP请求来说开销要小得多，因此WebSocket更适合于需要频繁传输小量数据的场景。

 

3. **关闭连接**：

   - 当客户端或服务器想要关闭连接时，会发送一个关闭帧。关闭帧可以包含一个状态码和可选的关闭原因。

   - 收到关闭帧的一方会回应一个关闭帧，然后双方都会关闭连接，释放资源。

 

WebSocket的这种工作方式使得它非常适合于需要实时通信的场景，如在线聊天、实时数据更新等。与传统的HTTP轮询或长轮询相比，WebSocket减少了不必要的网络开销和延迟，提供了更高效、更实时的数据传输能力。